ISO 17168-12025 精细陶瓷（先进陶瓷 先进技术陶瓷） - 室内照明环境下半导体光催化材料空气净化性能试验方法 - 第1部分去除一氧化氮标准立项发展报告

精细陶瓷（先进陶瓷先进技术陶瓷）——室内照明环境下半导体光催化材料空气净化性能试验方法——第1部分：去除一氧化氮标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Fineceramics(advancedceramics,advancedtechnicalceramics)—Testmethodforair-purificationperformanceofsemiconductingphotocatalyticmaterialsunderindoorlightingenvironment—Part1:Removalofnitricoxide摘要随着工业化与城市化进程的持续推进，室内空气质量问题日益受到全球范围的广泛关注。以氮氧化物（NOx）为代表的气态污染物不仅严重危害人体呼吸系统健康，同时也是形成光化学烟雾和细颗粒物（PM2.5）的重要前驱体。半导体光催化材料因其在常温常压下可利用光能分解污染物的独特优势，已成为室内空气净化领域最具应用前景的功能材料之一。然而，长期以来国际范围内缺乏统一、规范的室内照明环境下光催化材料空气净化性能评价方法，导致不同实验室间的测试结果缺乏可比性，严重制约了该领域材料研发、产品认证与国际贸易的健康发展。为填补这一国际标准空白，国际标准化组织（ISO）正式发布ISO17168-1:2025《精细陶瓷（先进陶瓷先进技术陶瓷）——室内照明环境下半导体光催化材料空气净化性能试验方法——第1部分：去除一氧化氮》。该标准确立了以室内照明条件为模拟环境、以一氧化氮（NO）为目标污染物的标准化测试方法，系统规定了测试装置、光源要求、试样制备、试验程序、计算方法及结果报告等技术要素，为全球范围内光催化空气净化材料的性能评价提供了统一的技术依据。本报告全面梳理该标准的制定背景、核心技术内容、适用领域及实施意义，以期为标准应用、行业推广和相关技术研究提供参考。关键词：光催化材料；空气净化；一氧化氮；室内照明；性能试验方法；精细陶瓷；ISO标准；国际标准化Keywords:Photocatalyticmaterials;Airpurification;Nitricoxide;Indoorlighting;Performancetestmethod;Fineceramics;ISOstandard;Internationalstandardization1引言1.1研究背景室内空气质量直接关系人类健康与生活品质。世界卫生组织（WHO）相关研究表明，全球约有90%以上的人口生活在空气质量不达标的区域，室内空气污染已被列为影响公众健康的首要环境风险因素之一。氮氧化物（NOx）作为典型的气态污染物，主要来源于机动车尾气排放、工业燃烧过程以及室内燃气设备的运行。其中一氧化氮（NO）在空气中可进一步氧化为二氧化氮（NO₂），二者共同参与大气光化学反应，促进臭氧和二次气溶胶的生成，对环境和人体均构成显著威胁。1.2光催化净化技术发展需求半导体光催化技术以二氧化钛（TiO₂）为代表的催化材料为核心，在特定波长光照激发下产生强氧化性的活性物种（如羟基自由基和超氧自由基），能够将NO等气态污染物氧化降解为无害或低害产物。该技术在室内空气净化领域具有反应条件温和、无二次污染、维护成本低等突出优势，近年来已在空气净化器、建筑涂料、自清洁材料等领域获得广泛应用。然而，光催化材料的净化性能受光源类型、光照强度、污染物初始浓度、相对湿度、气体流量等多种因素影响。不同的测试条件往往导致同一材料在不同研究中表现出显著差异。此前，国际上虽有部分关于光催化材料测试方法的文件，如ISO22197系列标准（侧重于紫外光条件下的测试），但针对室内照明环境这一实际应用场景的标准测试方法尚属空白。室内照明条件下的光源强度远低于标准紫外光源，其光谱特性和辐照度与传统测试条件存在本质差异，因此有必要建立专门针对室内光环境的标准化评价方法。1.3标准立项的必要性在此背景下，建立一套科学、统一、可重复的室内照明环境下光催化材料空气净化性能测试方法，已成为国际精细陶瓷标准化技术委员会（ISO/TC206）的重要工作议程。ISO17168-1:2025的发布，填补了该领域的国际标准空缺，为全球光催化材料的生产企业、检测机构、科研院所和应用单位提供了统一的技术评价工具。2标准概述2.1基本信息-标准编号：ISO17168-1:2025-标准全称：精细陶瓷（先进陶瓷先进技术陶瓷）——室内照明环境下半导体光催化材料空气净化性能试验方法——第1部分：去除一氧化氮-英文名称：Fineceramics(advancedceramics,advancedtechnicalceramics)—Testmethodforair-purificationperformanceofsemiconductingphotocatalyticmaterialsunderindoorlightingenvironment—Part1:Removalofnitricoxide-发布机构：国际标准化组织（ISO）-技术归口：ISO/TC206（精细陶瓷技术委员会）-ICS分类号：81.060.30（高级陶瓷）-发布日期：2025年11月7日-标准状态：现行-标准语种：英语2.2标准定位该标准属于ISO17168系列标准的第1部分。作为系列标准的开篇之作，本部分聚焦于NO这一最具代表性的气态污染物之一，确立了基于流通式反应器的光催化净化性能测试方法。标准的核心定位在于模拟真实室内照明条件，建立一种兼具科学性、可操作性和可比性的试验方法，为不同材料、不同实验室的结果比对提供共同基准。3标准核心技术内容3.1适用范围该标准适用于具有半导体光催化功能的精细陶瓷材料及其制品，包括但不限于光催化涂层、光催化薄膜、光催化陶瓷板材、光催化粉体及其复合材料等，规定了其在室内照明环境下对气相中一氧化氮净化性能的测定方法。需要指出的是，该标准主要用于评价材料在接近实际室内光照条件下的本征净化能力，不涉及对完整空气净化设备整机性能的评价。3.2试验原理标准所规定的试验方法基于连续流动式测试原理。将制备好的光催化材料试样置于密封反应器中，以含有一定浓度NO的模拟空气（或标准空气）作为测试气体，在受控流速下通过反应器。首先在无光照条件下建立吸附-脱附平衡并测定初始浓度，然后在室内照明条件（特定的光源类型和辐照度）下开启光照，实时监测反应器出口处NO及NOx浓度的变化。通过比较光照前后污染物浓度的差异，即可计算材料对NO的去除率及其净化能力。3.3室内照明环境的表征区别于传统光催化测试中采用的高强度紫外光源（如UV-A灯管），该标准的突出特点在于对光源条件的重新定义。标准中明确规定了室内照明光源的光谱范围（模拟典型室内LED或荧光灯的光谱特性）、辐照度水平（照度范围及紫外波段贡献）以及光照均匀性要求。这一设定使测试条件更加贴近光催化材料在实际室内应用场景中所承受的真实光环境，由此获得的测试数据对于工程应用更具参考价值。3.4试验装置与材料标准对试验装置的组成部分进行了系统规定，主要包括以下核心模块：-气源与配气系统：能够连续供给含有设定浓度NO的标准测试气体，并精确控制气体流量；-反应器：具有良好气密性和光学透过性的流动式反应器，确保光照均匀作用于试样表面，反应器内部流场均匀稳定；-光照系统：符合标准规定的室内照明光源及其控制装置，具备稳定的辐照输出和可重复的光照条件；-气体分析系统：具备高灵敏度和快速响应能力的NO/NOx分析仪，能够实时记录浓度变化；-环境控制系统：对反应器内温度、相对湿度等环境参数进行精确控制与实时监测。3.5试样制备要求为保证测试结果的可靠性和可重复性，标准对试样的制备方法和规格作出了详细规定，包括试样的形状、尺寸、基材类型、涂覆方法、膜层厚度、固化条件及表面状态等。标准还要求对每批次试样进行平行试验，并列出了结果的有效性判定条件，确保数据满足统计要求。3.6试验程序试验程序主要包括以下关键步骤：1.试样安装与反应器密封性检查；2.测试气体通入与浓度稳定化；3.暗态条件下的吸附-脱附平衡建立及NO初始浓度的确定；4.开启光源进行光催化反应，持续监测出口NO和NOx浓度直至达到稳态；5.关闭光源，记录浓度恢复过程；6.按照标准规定的公式计算NO去除率、NOx去除率及净化速率等性能指标。3.7性能计算与结果表达标准中以去除效率（%）为最核心的性能表达参数，包括NO去除率和总NOx去除率两个维度，以区分材料对NO的直接降解能力以及考虑中间产物（如NO₂）生成情况下的综合净化效果。此外，标准还规定了标准状况下基于单位面积材料的NO净化速率（μmol·m⁻²·h⁻¹或μmol·m⁻²·s⁻¹），以支持不同材料间的横向定量比较。3.8精密度与实验报告为便于用户评估该方法的可靠性和稳健性，标准中包含了关于方法精密度（重复性和再现性）的相关信息。同时规定了试验报告应包含的内容，如试样信息、测试条件、光照参数、原始数据、计算结果及测试过程中的异常情况等，确保试验过程的可追溯性和结果报告的规范性。4修订的企事业单位或标委会4.1归口技术委员会——ISO/TC206ISO17168-1:2025由国际标准化组织精细陶瓷技术委员会（ISO/TC206）负责制定。ISO/TC206成立于1999年，秘书处设在日本，其工作范围涵盖精细陶瓷和先进陶瓷领域从术语、分类、测试方法到产品规范的全面标准化工作。该技术委员会下设多个分技术委员会和工作组，在先进陶瓷的化学成分分析方法、物理性能测试、生物相容性评价等领域已发布数十项国际标准，是全球先进陶瓷标准化领域最权威的技术机构之一。4.2主要起草单位——中国建筑材料科学研究总院有限公司ISO17168-1:2025的制定过程中，来自中国的科研机构和企业发挥了重要推动作用。其中，中国建筑材料科学研究总院有限公司（简称“中国建材总院”）作为国内先进陶瓷与功能材料领域的权威研究机构，深度参与了该标准的提案、技术论证和草案编制工作。中国建材总院成立于1950年，是中国建筑材料与无机非金属材料领域规模最大、综合实力最强的国家级科研机构之一，拥有绿色建筑材料国家重点实验室、国家建材工业陶瓷质检中心等国家级创新与检测平台。多年来，该院深耕先进陶瓷、光催化功能材料及环境净化材料的应用基础研究与工程化技术开发，在光催化材料的配方设计、制备工艺、性能评价与应用推广方面积累了丰富的实践经验和技术储备。在ISO17168-1:2025研制过程中，中国建材总院联合国内光催化材料重点骨干企业及相关检测机构，组织开展了系列室内照明条件下光催化材料的验证试验工作，完成了不同光源类型（LED、荧光灯）、不同光照强度（200lx、500lx、1000lx）、不同NO初始浓度（100ppb、500ppb、1ppm）等多参数组合的系统性比对测试，为中国在国际标准技术方案中实现关键参数的择优和统一提供了坚实的数据支持。该院凭借扎实的标准化工作基础和丰富的国际标准编制经验，在标准框架设计、测试程序优化、试验结果精密度分析等方面提出了多项关键技术建议，为标准的顺利发布贡献了中国智慧和中国方案。5标准实施意义与应用前景5.1对产业的引导与规范作用ISO17168-1:2025的发布为全球光催化空气净化材料市场建立了统一的质量评价标尺。生产企业在产品研发阶段即可依据该标准进行性能筛选和配方优化，检测机构可据此开展第三方公正评价，消费者和采购方则可通过标准化的性能数据对不同产品进行客观比较。该标准对于规范市场秩序、提升产品质量、推动光催化净化产业的优质化发展具有深远意义。5.2促进国际贸易和技术交流在此之前，各国家和地区的不同实验室常采用各自的测试条件，致使同一材料在不同检测体系下获得的性能数据差异明显，严重阻碍了光催化材料——特别是功能性陶瓷、光催化涂料等优势产品——的国际流通。ISO17168-1:2025作为全球统一的技术准则，为各国间光催化材料产品的质量互认和贸易便利化创造了有利条件，有效降低了技术性贸易壁垒。5.3为后续系列标准奠定框架作为ISO17168系列标准的第1部分，该标准确立了以室内照明环境为核心特征的系列标准基本框架。标准中对光源类型、辐照度水平、环境参数控制等基础条件的定义以及为后续其他目标污染物测试部分（如去除甲醛、去除甲苯、去除乙醛等）提供了统一的范式基础。这种以“同一框架、分目标物”的结构化设计，将极大提高系列标准的制定效率和用户的使用便利性，最终形成室内光环境下光催化净化性能评价的完整标准体系。5.4推动绿色建材与健康建筑发展在“双碳”目标和健康建筑理念深入人心的当下，具有空气净化功能的绿色建材产品迎来了前所未有的发展机遇。该标准的发布为绿色建材产品的性能认定和环境健康贡献评估提供了权威的技术支撑，对于引导消费者选择高效空气净化材料、推动健康建筑技术体系的构建与完善具有积极的促进作用。6结论与展望ISO17168-1:2025的发布是国际光催化材料标准化进程中的重要里程碑。该标准首次以室内照明环境为基准条件，系统规定了半导体光催化材料去除NO的试验方法，有效弥补了传统紫外光测试方法与实际应用场景之间的脱节，极大提升了测试结果对材料实际工程应用性能的表征能力。标准的技术方案科学合理、可操作性强，兼顾了实验室测试的精确性和工程应用的代表性，为全球光催化空气净化材料的研发、评价、认证与贸易提供了统一的技术语言。其发布不仅推动了光催化材料性能评价体系的规范化和国际化进程，也有力促进了先进陶瓷和环境功能材料领域的科技进步与产业升级。参考文献[1]ISO17168-1:2025,Fineceramics(advancedceramics,advancedtechnicalceramics)—Testmethodforair-purificationperformanceofsemiconductingphotocatalyticmaterialsunderindoorlightingenvironment—Part1:Removalofnitricoxide.Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2025.[2]ISO/TC206,Fineceramics—Businessplan,2024.[3]中国建筑工